De ondergrondse toestroming van water naar een diepe zandwinningsput in het ruilverkavelingsgebied Kolderveen-Nijeveen

J.

INSTITUUT VOOR CULTUURTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING NOTA 262, d, d, 10 juni 1964

ALIERRA.

Wageningen Universiteit & Research centrc Omgevingswetenschappen Centrum Water & Klimaat

Team Integraal Waterbeheer

De ondergrondse toestroming van water naar een diepe zandwinningsput

in het ruilverkavelingsgebied Kolderveen-Nijeveen

L. F, Ernst

Nota's van het Instituut zijn in principe interne communicatiemid-delen, dus geen officH!le publikaties.

Hun inhoud varieert sterk en kan zowel betrekking hebben op een eenvoudige weergave van cijferreeksen, als op een concluderende discussie van OJ{derzoeksresultaten. In de meeste gevallen zullen de conclusies echter van voorlopige aard zijn omdat het onder-zoek nog niet is afgesloten.

Aan gebruikers buiten het Instituut wordt verzocht ze niet in pu-blikaties te vermelden.

Bepaalde nota's komen niet voor verspreiding buiten het Instituut

in aanmerking.

" >,I

L.F. Emst ALTERRA,

Wageningen Universiteit & Research centre Omgevingswetenschappen Centrum Water & Klimaat Team Integraal Waterbelzeer

1•

Voleens het rapport Nr.

276

van de Geologische Stichting geschreven door TDR '.IBD bestaat de ondergrond van het ruilverkavelingsgebied Kolderveen -Nijeveen 15rotendeels uit erof tot matig fijn zand. Tijdens het beschreven onderzoek reikende tot een diepte van -

23

m Herd geen keileem gevonden. \lel 1verden veel dunne leemlaagjes met maximaal

50

cm dikte gevonden, ver-moedelijk jongere afzettingen van ver1álderde rivieren en om die reden als niet met elkaar samenbaneend te beschouvmn. Boven op dit zandpakket liet een dunne veenlaag, dikte gemiddeld

40

cm. De sloten in dit eebied steken onceveer 1 m in de zandondererond.

Voor een bepaling van de gemiddelde doorlatendheid van het pakket \·terd de veleende tabel opgesteld, uelke echter v/ecens de beperkte omvang van het onderzoek niet verder kan gaan dan een diepte van

-23

m.

Tabel diepte

u

slib

0 - 4.5

100

4

4.5 -

9

47

1,5

9 - 23

35

1

meter cm

-1

geH.% 3 topfr.

60

70

eeH.% k hor

1

20

40

m/dag kD

4,5

90

560

-

2

650

m /dag Voleens het handboek 'De geologische 15eschiedenis van Nederland' sMaen-gesteld onder redactie van P;U!NEKOEK ter toelichting van de Geologische kaart van Nederland in schaal

1 : 200.000

(zie pag.

91)

kan men in dit ce-bied de keileem op zeer arote diepte verHachten (diepte max.

-100

m). Op erond hiel'van zal men dus niet mogen uitsluiten dat de !cD-Haarde voor het (l'ehele (bovenste) pakket veel groter kan zijn dan bovengenoemde Haarde. 2. Volgens Haarnemingen van de Cultuurtechnische Dienst Assen is er na af-sluiting van de put (gelegen aan de B:.:·amemreg bij de Kolderveenee Bovenboer, opp.

1,65

ha) een exponentiële benadering van een evemrichtsHaterstand op

-96

cm ce\·teest (zie fig.

1

en 2). Uitgaande van een constante evenvrichts-stand en van een conatante (l'rootte van het vrije Hateroppervlak in de put moet men boslui ten dat de stromine plaatsvindt door een constante Hecrotand

vl.

2

-De grootte van deze ;1eerstand kan onmiddellijk uit de metingen worden a:fge-leid. VI _ h(oo )- h( t) - Q(t) 0,395 m 1 2 4500 m /dag

l·

De grootte van deze weerstand geeft echter nog geen uitkomst voor kD- en é-1marden. \vol'dt aangenomen, dat het in dit geval gaat om de toestroming door een grove laag, welke wordt gevoed via een slecht doorlatende laag aan de bo-venkant (hollands profiel, eventueel ook voeding aan de onderkant) en Hordt verder aangenomen, dat boven deze slecht doorlatende laag (eventueel ook on-der de onon-derste) een constante erendwaterstand bestaat, dan is toepassing van een formule van DE GLEE geoorloofd (K

=

Bosselfunctie van de orde nul).

0

Het quotient h/Q is bekend. Voor de straal r van de put kan 70 m ;10rden genomen. Hieruit volgt:

Hen kan nu niet verder komen dan voor diverse waarden van kD een bijbeho-rende waarde voor c te berekenen (zie tabel)

Tabel

kD=

1500 _'{KJJó 70 m

₌

0,140

_{lfKITrr =}

500 c

₌

165 2000 0,069 1000 500 2500 0,035 2000 1600 3000 0,018 4000 5000 2/ 3500 m dag 0,009 8000 m 18000 dagen

.4·

De bestaande toestroming van water vanuit de hoge rug Steenwijk - Ha-velte naar de lage poldem geeft in principe de mogelijkheid om onafhankelijk van het bovengenoemde een bepaling van de spreidingslanets

V

kDÓ te doen. He-gens het vrij e;rote verschil van de evemlichtsstand in de zandwinningoput met de gemiddelde. grondwaterstand in de omgeving en met het slootpeil, respectie-velijk 25 en 50 cm (zie l·laterstandsprofielen van e.D., Assen), kan een

lijke toestroming met vrij grote zekerheid l·rorden aangenomen.

Indien het freatisch oppervlak nagenoeg horizontaal of onder een con-stante helling ligt en de toestand als een twee-dimensionaal ceval ma(j Hor-den beschreven, geldt de volgende formule voor het verschil h' tussen de stijghoogten van diep en ondiep Hater:

x h'

(x)

= h' (O)e-

VJJ;f5c'

Zolang over de hydrologische toestand in de omgeving van de zandwin-ninesput nog zo l·reinig bekend is, zou men bij gebrek aan beter kunnen aanne-men, dat de overdruk bij de put h1_{(x) minstens}

1o%

_{moet zijn van de overdruk}

h'(O), Helke in de kern van de rug ten opzichte van het polderpeil bestaat. Hieruit volgt;

x

-

'fk'Dë-e ·

>

011

VkDè> 1000

m

.2•

De uitkomsten. çmder 3 en 4 genoemd leiden tot tvree conclusies: c

>

500

dagen

De hoge kD-Haarde is verklaarbaar door aan te nemen dat het grove pak-ket tot een veel grotere diepte reikt dan tot Haar TER 1/EE zijn onderzoek kon uitvoeren. De dikte van de niet aangeboorde grove laag kan Hordon aeschat op minsteneE k.D. : k =

1350

40

=

35

m. Voor zover bekend,moet een

afslui-~ 1

tende keileemlaag tussen

-60

m en

-100

m diepte als een redelijke mocelijkheid Horden beschom~d.

Een verklaring van de vrij hoee \~aarde van de verticale weerstand c moet allereerst worden gezocht in het afdekkende

-4

1

5

m diepte. De horizontale doorlatendheid van

kan voorlopig buiten basehouHing blijven.

fijnzandige pakket tot deze laag (kh _or ~ 1 m/dag) Voleens het geologische rapport zj.jn geen leemlagen van grotel's dikte dan

50

cm gevonden. Hordt daarom aaneenomen dat de afzettine, Helke oorzaak is van de hoge c-Haarde, een gemiddelde dikte heeft van

25

cm, dan volct voor de gemiddelde doorlatendheid van deze afzetting:

k

-

4-Indien men deze doorlatendheid voor de leemlaagjes aan de lage kant en dus geen o-waarde van 500 dagen voor de bovenlaag aannemelijk acht, zou men de verklaring van deze tegenspraak kunnen zoeken in een onopgemerkte doorbreking van een dunne keileemlaag op een diepte van enkele tientallen meters (-20 m

?)

6. De toestand afgebeeld in figuur 3 kan voorlopig als het meest ;mar-schijnlijk worden geacht. Uit deze figuur Hordt het onmiddellijk duidelijk dat een ringsloot rondom de put Hel enige toeneming van de kHel moet geven, omdat er een toestroming.door de bovenste fijnzandige laag ontstaat.

Bij een lengte 1 van de ringsloot gelegen op een afstand B van de put kan de grootte van de toestroming als volgt Horden berekend:

Q

=

LkD

~h

=

500 x 1 x 4 x 0

;~

=

100 m3 /dag

In vergelijking met de gemiddelde afvoer in de bestaande toestand is dit een te verHaarlozen hoeveelheid. De gemiddelde overtollige neerslag kan \·lorden gesteld op 200 mmfjaar = 0,5 mm/dag. \·lorden de reeds genoemde

\vaar-den voor stijghoogteverschil (0,25 m) en verticale Heerstand (500 dagen) aan-aangehouden, dan volgt voor de gemiddelde kwel eveneens 0,5 mm/dag. In de oorspronkelijke toestand gaf dus vermoedelijk een oppervlakte van slechts 10 ha eenzelfde gemiddelde afvoer van 100m3/dag.

1•

Bij aanneming van de minder Haarschijnlijk geachte toestand in figuur

4

is een veel grotere kHel te verHachten. Hen kan onmiddellijk inzien, dat de Heerstand vl₂ ondervonden door een horizontale stroming uitgaande van de put over relatief korte afstanden veel kleiner moet zijn dan de Heerstand Vl

1, Helke onder 2 Herd bepaald op 1/4500 dag/m 2

• Het gaat er hier dtm 11eer om de formule van DE GLEE toe te passen, Haarvoor c

1 en k2D2 bekend moeten zijn. Invoering van globale 1·1aarden voor c

1 en k2D2 (resp. 50 dagen en 500m2/dag) levert in grootte-orde op; Q,.,500 m3jdag.

Dit bedrag is inderdaad belangrijk hoger dan Hat onder 6 Herd r;evon-den. Indien men zonder meer zou hebben gesteld: Q = Ah/1·!

1, dan zou men een nor; iets hoger bedrag voor de kHel gevonden hebben, namelijk:

Q

=

0,25 x 4500

=

1125 m3jdag.

Hierbij moet Hel Horden opcemerkt, dat de ligging van de sloten in de omesving van de put buiten beschouHinc is gebleven. Het verloop van de toe-genomen opbolline van de grondHaterspiegel tussen de sloten zou eventueel ook uit de formule van DE GLEE kunnen ~Jorden afgeleid.

Samenvatting

Uitgaande van de huidige geo-hydroloeische kennis en daarbij t\ifee varianten aangenomen op een minder zeker punt (eventuele aanHezigheid, diepte en afsluitende werking van een keileemlaag), kon worden aangetoond dat de zandwinningsput geen belangrijke toeneming van de b1el zal veroor-zaken. Hierbij dient dan te Horden vooropgesteld, overeenkOJ,,stig een mode-deling van de Cultuurtechnische Dienst Assen, dat de put zal worden afge-sloten, zodat een directe afvoer van Hater op de polderleidingen mag Hor-den uitgesloten. Een zekere toeneming van de !wel zal dan plaatshebben via de bovenste slecht doorlatende lagen. In het geologische rapport lifOrden geen ononderbroken leemlagen genoen1d. Een directe bepaling van de verticale vloerstand van de plaatsolijl< gevonden leemlaagjes werd niet gedaan. Den

indirecte bepaling van de zo belangrijke gemiddelde waarde van de verti-cale weerstand van de bovenste, 5 m dikke, fijnzandige laag is mogelijk door in een raai loodrecht op de rug Steenwijk - Havelte (richting noord-nnordoost) om de

500

m een ondiepe grondwaterstandsbuis en een buis met filter op

-5·

m te zetten.

f i

g,

1

h

(ex::>)---110

•

-120 -130

·---11 c m - a =0.11 m /dag x 1.65 ha =1800 m1dag -140 cm -N.A.P

I

64C 101 1/4

cm 50

20

10 5 2

1

4

h(=)-h (t) 6 8 10 12

maart

1964

•

64C 101 2/4

fig.

3

kD= 4m2/dag c = 500 dagen ' ) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 r, ') r. r; D 0 0 0 0 o o 0 0 C [ ) ,_I ( ) ( : ; ( ) 0 () 0 c 0 0 0 0 0 0 f) 0 0 c 0 0 ' 0 0 0 l. c; () 0 () () ' , n 0 o· 0 0 0 ( 'kD=2000m2/dag) ,, 0 0 o 0 0

°c

" ,.,o o o c o o o o 0 . ( ) 0 0 0 0 0 0 0 C: r; 0 0 . 0 () () 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 o o oo o oooo o oooo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 () 0 0 0 0 0 fig.

4

0 " 64C 101 3/4